TWI503554B - 探針卡與其之製作方法 - Google Patents

Description

探針卡與其之製作方法

本發明是有關於一種探針卡。

隨著積體電路的快速發展，具有高密度元件的積體電路為業界發展的趨勢。為了確保積體電路的良率，測試積體電路為一不可或缺的過程。而用以測試積體電路之裝置，其通常利用探針接觸積體電路之元件，傳輸電訊號加以測試，而測試訊號也從早期的低工作頻率而進階到高工作頻率。

一般當積體電路之元件在完成封裝後，積體電路之元件本身的電性可能會因封裝材質與/或結構而受影響。然而一般的元件在測試完成後才會進行封裝製程，如此一來封裝所造成的電性改變通常無法在測試過程中得知，也因此如何在封裝前便取得可靠的測試結果為目前業界努力解決的問題。

本發明之一態樣提供一種探針卡，包含配線基板、 轉接部、至少一電子元件與至少一探針。配線基板具有相對之晶圓側與測試側。配線基板包含至少一焊點，焊點位於晶圓側上。轉接部位於晶圓側上，且轉接部具有至少一貫穿孔於其中。貫穿孔暴露出配線基板之焊點。電子元件之焊點端電性連接焊點，電子元件相對焊點端之轉接端電性連接轉接部。探針電性連接轉接部。

在本發明一或多個實施方式中，轉接部包含基材與至少一轉接單元。基材位於晶圓側上，且貫穿孔位於基材中。轉接單元位於基材相對於配線基板之一面上，並毗鄰貫穿孔設置。電子元件之轉接端與探針均電性連接轉接單元。

在本發明一或多個實施方式中，基材的材質為絕緣材料。探針卡更包含背膠，位於配線基板與基材之間。

在本發明一或多個實施方式中，轉接單元、電子元件與探針的數量皆為複數個，且轉接單元彼此絕緣。任一之電子元件之轉接端與轉接單元其中一者以及探針其中一者電性連接。

在本發明一或多個實施方式中，上述之探針卡更包含固持件，用以固持探針，使得固持件與探針共同組成探針模組。轉接部呈環狀或弧狀而位於探針模組的外圍。

在本發明一或多個實施方式中，電子元件為表面貼裝元件(Surface Mounted Device；SMD)。

本發明之另一態樣提供一種探針卡的製作方法，包含下列步驟：(應瞭解到，在本實施方式中所提及的步驟， 除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行。)：

(1)提供配線基板。

(2)製作轉接部。

(3)將轉接部設置於配線基板之晶圓側上，使得配線基板之至少一焊點自轉接部之貫穿孔暴露出來。

(4)將至少一電子元件之焊點端電性連接至配線基板之焊點，並將電子元件相對焊點端之轉接端電性連接至轉接部。

(5)將至少一探針電性連接至轉接部。

在本發明一或多個實施方式中，上述之製作方法更包含：

(6)提供探針模組。探針模組包含固持件與探針。固持件固持探針，再將探針模組固設於晶圓側。

在本發明一或多個實施方式中，上述之步驟(2)可包含下列子步驟：

(2.1)提供原料基板。

(2.2)於原料基板中形成貫穿孔。

在本發明一或多個實施方式中，上述之原料基板包含基材與導體層。導體層位於基材上。上述之步驟(2)可更包含下列子步驟：

(2.3)去除至少部分之導體層，使得導體層分隔為複數個彼此絕緣之轉接單元。

在本發明一或多個實施方式中，上述之步驟(2)可 包含下列子步驟：

(3.1)以背膠將轉接部貼合於配線基板之晶圓側上。

上述之探針卡因於探針與訊號源之間串聯一電子元件，因此可模擬待測元件於封裝後的電性改變。更甚者，因電子元件的焊點端與轉接端分別連接配線基板之焊點與轉接部，電子元件可實質平躺於轉接部上，因此可加強電子元件的結構強度，如此一來，當探針卡於清針或測試時，電子元件的剝落情形便可大幅改善。

100‧‧‧配線基板

102‧‧‧晶圓側

104‧‧‧測試側

106、206、456‧‧‧開口

110‧‧‧焊點區

120‧‧‧走線區

122‧‧‧導線

130‧‧‧測試區

132‧‧‧測試焊點

200‧‧‧轉接部

210‧‧‧基材

212‧‧‧貫穿孔

214‧‧‧面

220‧‧‧轉接單元

300‧‧‧電子元件

302‧‧‧焊點端

304‧‧‧轉接端

400‧‧‧探針模組

410‧‧‧探針

450‧‧‧固持件

2-2、6-6、8-8‧‧‧線段

P‧‧‧區域

S100、S200、S300、S400、S500、S600‧‧‧步驟

112‧‧‧焊點

第1圖繪示依照本發明一實施方式之探針卡的底視圖。

第2圖繪示沿第1圖之線段2-2的剖面圖。

第3圖繪示第1圖之區域P的局部放大圖。

第4圖繪示第1圖之探針卡的製作方法流程圖。

第5圖繪示第1圖之配線基板的底視圖。

第6圖繪示沿第5圖之線段6-6的剖面圖。

第7圖繪示第1圖之轉接部的底視圖。

第8圖繪示沿第7圖之線段8-8的剖面圖。

第9圖繪示本發明另一實施方式之轉接部的底視圖。

以下將以圖式揭露本發明的複數個實施方式，為明 確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

請同時參照第1圖至第3圖，其中第1圖繪示依照本發明一實施方式之探針卡的底視圖，第2圖繪示沿第1圖之線段2-2的剖面圖，第3圖繪示第1圖之區域P的局部放大圖。請先參照第1圖與第2圖。探針卡包含配線基板100、轉接部200、至少一電子元件300與至少一探針410。配線基板100通常是指印刷電路板。配線基板100具有相對之晶圓側102與測試側104。轉接部200位於晶圓側102上。應注意的是，第1圖之轉接部200相對於配線基板100的尺寸僅為例示，其目的主要為用以突顯轉接部200上的結構細節，然而本發明並不以此為限。本發明所屬領域具通常知識者，應視實際需要，彈性設計轉接部200相對於配線基板100的尺寸。接著請參照第2圖與第3圖。配線基板100包含至少一焊點112，焊點112位於晶圓側102上。轉接部200具有至少一貫穿孔212於其中。貫穿孔212暴露出配線基板100之焊點112。電子元件300之焊點端302電性連接焊點112，且電子元件300相對焊點端302之轉接端304電性連接轉接部200。探針410電性連接轉接部200。

在本實施方式中，測試訊號可自配線基板100上的 焊點112，經由電子元件300而傳輸至轉接部200。藉由電子元件300的配置，可以在測試訊號傳送的過程中，模擬成待測元件於封裝後的特性，因此即使待測元件為於未封裝的狀態下進行測試，仍可以可靠的推估封裝後測試結果。另一方面，因電子元件300之焊點端302與轉接端304分別連接配線基板100之焊點112與轉接部200，即電子元件300可實質平躺於轉接部200上，因此可加強電子元件300的結構強度。如此一來，當探針卡於清針或測試時，電子元件300的剝落情形便可大幅改善。應注意的是，上述之「實質平躺」可表示電子元件300之延伸方向與轉接部200的表面214之法線不平行，例如以第3圖而言，電子元件300之延伸方向可與面214之法線實質平行。

請持續參照第2圖與第3圖。在一或多個實施方式中，轉接部200可包含基材210與至少一轉接單元220。基材210位於配線基板100之晶圓側102上，且貫穿孔212位於基材210中。轉接單元220位於基材210相對於配線基板100之面214上，並毗鄰貫穿孔212設置，而探針410與電子元件300之轉接端304均電性連接轉接單元220。因此自配線基板100之焊點112傳輸之測試訊號，可經由電子元件300而傳輸至轉接部200的轉接單元220，接著測試訊號再經由轉接單元220而傳輸至探針410。上述之基材210的材質可為絕緣材料，而轉接單元220的材質可為導體，例如銅箔。

接著請同時參照第1圖與第3圖。在一或多個實施 方式中，轉接單元220、電子元件300與探針410的數量皆為複數個。轉接單元220彼此絕緣，且任一電子元件300之轉接端304與轉接單元220其中一者以及探針410其中一者電性連接。換言之，每一電子元件300皆電性連接配線基板100之單一焊點112、轉接部200之單一轉接單元220以及單一探針410的針尾，因此每支探針410皆可得到相對應之測試訊號，如此的設計能夠提供不同探針410不同的測試訊號。

接著請回到第1圖與第2圖。在一或多個實施方式中，探針卡可更包含固持件450。固持件450用以固持探針410，使得固持件450與探針410共同組成探針模組400。承上所述，在具有複數個探針410的實施方式中，為了方便測試待測元件，可藉由固持件450以固定探針410之間的間距。如此一來，不但可避免探針模組400因隨意移動而損壞探針410，亦可固定各探針410的垂直距離以方便進行測試。

請回到第2圖。在一或多個實施方式中，探針卡更包含背膠500，位於配線基板100與基材210之間，用以將轉接部200貼合於配線基板100之晶圓側102上。應注意的是，上述之背膠500僅為例示，並非用以限制本發明。本發明所屬領域具通常知識者，應視實際需要，彈性選擇轉接部200固定於配線基板100之晶圓側102的方式。

接著請回到第3圖。如上所述，電子元件300能夠實質平躺於轉接部200的表面上，因此在一或多個實施方 式中，電子元件300可以表面貼裝元件(Surface Mounted Device；SMD)實現。表面貼裝元件以焊接方式即可固定，因此能加強電子元件300的結構強度。再加上表面貼裝元件亦具有質量輕巧的優點，即使探針卡包含大量的電子元件300，也不致於造成探針卡的負擔。另外，雖然在本實施方式中，電子元件300為一電阻或電感，然而在其他的實施方式中，電子元件300亦可為電容，本發明不以此為限。

接著請參照第4圖，其繪示第1圖之探針卡的製作方法流程圖。首先進行步驟S100，提供配線基板。請同時配合參照第5圖與第6圖，其中第5圖繪示第1圖之配線基板100的底視圖，第6圖繪示沿第5圖之線段6-6的剖面圖。在本實施方式中，製作者可先決定欲使用之配線基板100的類型。舉例而言，配線基板100可選擇使用現成的泛用板。泛用板係指批量製作的印刷電路板，其內部線路為統一製作，在應用於各種不同的待測元件時，泛用板在配合不同的電路設計、不同的探針擺針方式及不同的探針針尾端與泛用板焊點電性連接方式，即可對各種不同的待測元件進行測試。製作者可先決定欲製作之探針卡的尺寸，接著根據探針卡的尺寸而選擇配線基板100之泛用板規格，以簡化探針卡的製程。然而上述之泛用板僅為例示，並非用以限制本發明。在其他的實施方式中，配線基板100也可由製作者自行製作而成。

在一或多個實施方式中，配線基板100由圓心沿著徑向方向可依序定義出焊點區110、走線區120與測試區 130。在配線基板100之測試側104上，測試區130部分設置有至少一個測試焊點132。這些測試焊點132可電性連接測試機(未繪出)，以將測試機之測試訊號傳輸至配線基板100。而在配線基板100之晶圓側102上，焊點區110部分設置有焊點112。測試焊點132與焊點112藉由導線122(配線基板100的內部走線)而電性連接。具體而言，導線122於測試區130中與測試焊點132連接，經過走線區120，而在焊點區110與焊點112連接。如此一來，測試機所提供之測試訊號可依序由測試焊點132、導線122而傳輸至焊點112。應注意的是，第5圖之焊點區110、走線區120與測試區130的尺寸皆僅為例示，其目的主要為用以突顯焊點區110的結構細節，然而本發明並不以此為限。本發明所屬領域具通常知識者，應視實際需要，彈性設計焊點區110、走線區120與測試區130的尺寸。

接著進行第4圖之步驟S200，製作轉接部。請同時配合參照第7圖與第8圖，其中第7圖繪示第1圖之轉接部200的底視圖，第8圖繪示沿第7圖之線段8-8的剖面圖。在本實施方式中，製作者可先提供一原料基板，再在原料基板上形成貫穿孔212與轉接單元220。詳細而言，原料基板可包含基材210與導體層，其中導體層位於基材210上。因此製作者可先行在原料基板中形成貫穿孔212，之後再去除部分之導體層，使得導體層分隔為複數個彼此絕緣的轉接單元220。然而上述之製程順序僅為例示，並非用以限制本發明。在其他的實施方式中，製作者亦可先行 製作轉接單元220，接著再進行形成貫穿孔212的製程。

上述之基材210的材質可為絕緣材料，而導體層的材質可為銅箔。形成貫穿孔212與去除至少部分之導體層的步驟皆可藉由電腦數值控制工具機(Computer Numerical Control Machine Tool；CNC Machine Tool)達成。

接著進行第4圖之步驟S300，並同時配合參照第1圖與第2圖，將轉接部200設置於配線基板100之晶圓側102上，使得配線基板100之至少一焊點112自轉接部200之貫穿孔212暴露出來。詳細而言，因配線基板100之焊點區110才設置有焊點112，因此轉接部200可對齊焊點區110設置。至於設置方式，製作者可選擇以背膠500將轉接部200貼合於配線基板100之晶圓側102上，例如先將背膠500塗佈於轉接部200，再將轉接部200壓合於配線基板100；亦或者是先將背膠500塗佈於配線基板100之晶圓側102上，再將轉接部200壓合於配線基板100上皆可。然而上述之設置方式僅為例示，並非用以限制本發明。本發明所屬領域具通常知識者，可視實際需要，彈性選擇將轉接部200設置於配線基板100之晶圓側102上的方式。

接著進行第4圖之步驟S400，並同時配合參照第3圖，將至少一電子元件300之焊點端302電性連接至配線基板100之焊點112，並將電子元件300相對焊點端302之轉接端304電性連接至轉接部200，例如以第3圖而言，電子元件300之轉接端304可電性連接至轉接部200之轉接單元220。其中電子元件300之焊點端302與轉接端304 例如可以焊接方式分別連接至焊點112與轉接單元220，然而本發明不以此為限。

接著進行第4圖之步驟S500，並同時配合參照第1圖與第2圖，將至少一探針410電性連接至轉接部200，例如以第2圖而言，探針410可電性連接至轉接部200之轉接單元220。探針410可以焊接方式連接至轉接單元220，然而本發明不以此為限。如此一來，即完成了探針卡的製程。因此當探針卡與測試機(未繪示)電性連接後，測試機的測試訊號即可依序通過測試焊點132、導線122、焊點112、電子元件300、轉接單元220、探針410而傳輸至待測元件上，以藉由電子元件300模擬待測元件於封裝後的的特性。

在一或多個實施方式中，製作者可選擇進行第4圖之步驟S600，提供探針模組。請同時配合參照第1圖與第2圖，詳細而言，探針模組400包含固持件450與探針410，固持件450用以固持探針410，再將探針模組400固設於晶圓側102。因此若探針模組400之探針410為複數個時，製作者可在將探針模組400固設於晶圓側102後，再一一將探針410個別連接於對應的轉接單元220，以完成探針卡的製程。另外雖然在第4圖中，步驟S600在步驟S100與步驟S400之間進行，然而在其他的實施方式中，步驟S600亦可於步驟S400與步驟S500之間進行，本發明不以此為限。

在一或多個實施方式中，轉接部200可呈環狀而位於探針模組400的外圍，即轉接部200之圓心具有開口 206，使得固持件450可穿過轉接部200之開口206而連接至配線基板100。然而在其他的實施方式中，請參照第9圖，轉接部200亦可呈弧狀而位於探針模組400的部分外圍，本發明不以此為限。另一方面，開口206的形狀與尺寸亦可配合配線基板100之焊點區110的焊點112規劃作適當設計。

請同時參照第1圖與第5圖。在一或多個實施方式中，配線基板100可具有開口106，且固持件450可具有開口456。當探針卡製作完成時，開口106與456在垂直方向可至少部分重疊，即以自配線基板100之測試側104(如第2圖所繪示)往探針410方向觀看時，一測試員可觀察到位於開口456中的探針410之尖端。如此一來，當探針卡被用於測試待測元件時，測試員即可由探針卡之開口106與456看見探針410的位置，而進行探針410與待測元件的對位，以利於測試工作的進行。然而本發明不以此為限，在其他的對位方式中，開口106與456亦可不存在。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧配線基板

106、206、456‧‧‧開口

110‧‧‧焊點區

120‧‧‧走線區

130‧‧‧測試區

200‧‧‧轉接部

300‧‧‧電子元件

400‧‧‧探針模組

410‧‧‧探針

450‧‧‧固持件

2-2‧‧‧線段

P‧‧‧區域

Claims (11)

1. 一種探針卡，包含：一配線基板，具有相對之一晶圓側與一測試側，且該配線基板包含至少一焊點，該焊點位於該晶圓側上；一轉接部，位於該晶圓側上，且該轉接部具有至少一貫穿孔於其中，該貫穿孔暴露出該配線基板之該焊點；至少一電子元件，該電子元件之一焊點端電性連接該焊點，該電子元件相對該焊點端之一轉接端電性連接該轉接部；以及至少一探針，電性連接該轉接部。
2. 如請求項1所述之探針卡，其中該轉接部包含：一基材，位於該晶圓側上，且該貫穿孔位於該基材中；以及至少一轉接單元，位於該基材相對於該配線基板之一面上，並毗鄰該貫穿孔設置，其中該電子元件之該轉接端與該探針均電性連接該轉接單元。
3. 如請求項2所述之探針卡，其中該基材的材質為絕緣材料，該探針卡更包含一背膠，位於該配線基板與該基材之間。
4. 如請求項2所述之探針卡，其中該轉接單元、該電子元件與該探針的數量皆為複數個，且該些轉接單元彼此 絕緣，任一之該些電子元件之該轉接端與該些轉接單元其中一者以及該些探針其中一者電性連接。
5. 如請求項1所述之探針卡，更包含：一固持件，固持該探針，使得該固持件與該探針共同組成一探針模組；以及其中該轉接部呈環狀或弧狀而位於該探針模組的外圍。
6. 如請求項1所述之探針卡，其中該電子元件為表面貼裝元件(Surface Mounted Device；SMD)。
7. 一種探針卡的製作方法，包含：提供一配線基板；製作一轉接部；將該轉接部設置於該配線基板之一晶圓側上，使得該配線基板之至少一焊點自該轉接部之一貫穿孔暴露出來；將至少一電子元件之一焊點端電性連接至該配線基板之該焊點，並將該電子元件相對該焊點端之一轉接端電性連接至該轉接部；將至少一探針電性連接至該轉接部。
8. 如請求項7所述之製作方法，更包含：提供一探針模組，其中該探針模組包含一固持件與該 探針，該固持件固持該探針，再將該探針模組固設於該晶圓側。
9. 如請求項7所述之製作方法，其中製作該轉接部之步驟包含：提供一原料基板；以及於該原料基板中形成該貫穿孔。
10. 如請求項9所述之製作方法，其中該原料基板包含：一基材；以及一導體層，位於該基材上；以及其中製作該轉接部之步驟更包含：去除至少部分之該導體層，使得該導體層分隔為複數個彼此絕緣之轉接單元。
11. 如請求項7所述之製作方法，其中將該轉接部設置於該配線基板之該晶圓側上之步驟包含：以背膠將該轉接部貼合於該配線基板之該晶圓側上。